冯国海1 韩宇超1
商丘工学院 土木工程学院，河南 商丘476000
摘要:当今社会，城市化发展不断加快，地下空间开发利用在提高城市容量、缓解城市交通、改善城市环境等方面起到关键性作用。然而，地下空间的开发与城市地质环境有着密不可分的联系，地质环境复杂多样的情况，制约着地下空间的发展，同时地质环境的原有特性又受城市地下空间的开发的影响，甚至会被破坏，从而导致发生一系列的地质环境问题。地质环境影响地下空间的开发利用，正确认识地下空间开发与地质环境的关系，才可以避免在开发建设地下空间过程中产生的各种不利影响。
关键词：地下空间开发；地质环境；影响；石家庄市
1.地下空间开发利用的背景和现状
在我国经济的高速发展和城市化水平的不断提升的背景下，城市空间拥挤、交通堵塞、环境恶化、用地紧缺等“城市病”日益严重，向地下扩展空间和资源已成为现代化城市发展的必然要求。石家庄市是河北省的政治、经济、文化和科技中心和主要的工业集中地区，交通发展迅速，是全国铁路运输的重要枢纽。近年来，地下空间作为城市发展过程中的潜力资源，其开发的必要性已经被越来越多的政府部门所重视。
在石家庄的建设规划中，开发利用地下空间已是必然趋势。交通系统、市政系统等地下空间工程在进行统一规划和建设，石家庄市轨道交通总体规划网包括“三主三辅”六条线路构成了“大放射，小方格”的轨道交通网络。地铁沿线节点与周边商业区、停车场、公交枢纽等地区通过地下步行通道进行联系，形成了立体化的地下空间网络体系。
河北省国土资源厅地勘处早在2003年11月就对河北省环境地质勘查院《石家庄市城市环境地质初步调查报告》项目设计进行批复同意立项。项目工作范围为石家庄城市区及周边开发区，工作区总面积910.97km2，工作时间为2年，对在地下空间开发过程中可能遇到的地质环境问题进行系统研究，为石家庄市地下空间的开发利用提供了技术支持。
2.开发利用的前景
与地上建筑物相比，地下空间具备稳固、防护、隐蔽、恒温、隔音等优越性，在开发利用方面有重大意义。
（1）节约城市土地资源。我们国家虽然地大物博，但是，平原和耕地数量较少，可以为城市发展提供的土地资源有限。通过对地下空间的开发利用，使城市传统的“摊饼式”的横向发展现象得到了改善，城市空间向地下立体化延伸。
（2）改善城市交通体系。通过修建地铁等地下通道和地下停车场，有效解决了交通拥堵问题，形成了高效率的地下交通网，缓解了城市地面的交通压力。
（3）保护城市生态环境。开发利用城市地下空间，可以将城市的部分功能转移到地下，减少大气污染、噪音污染等情况。减轻了地面拥堵的程度，还为城市绿化提供了大量用地，从而有利于空气质量的改进以及地下水资源的供给。
（4）提高城市防灾能力。地下空间上覆盖的岩土介质具有天然的防护能力，是发生战争灾害时的主体保障空间；同时在自然灾害防护方面（如地震、暴风等）比地面空间更有优势。也可以利用地下空间进行调蓄雨水等，防止城市内涝灾害的发生。
3.石家庄市地质概况
3.1工程地质概况
石家庄位于河北平原以西，太行山区以东。太行山以北东-南西走向位立于本区的西部。由西向东，依次排列着中山、低山、丘陵、平原，地形呈西北高、东南低的阶梯状分布，地貌轮廓表现为自西向东由陡变缓的状态，地形坡度由山前的1.6%-2.5%下降到1.0%-0.5%。
中山山坡坡度大都在30°以上，多陡壁峡谷，局部地区发育有山间盆地、宽谷，其上黄土覆盖；低山山坡坡度一般为25°左右，风化强烈，沟谷发育面宽，谷底狭窄，谷地与盆地穿插于低山之中；丘陵，多呈岗状，部分地方山体不连续，有孤山存在，丘陵间盆地形态典型，黄土覆盖较厚。平原由一系列山前冲积扇、洪积群等组成的山麓平原，地势平坦，覆盖物厚度大。
3.2水文地质概况
石家庄市境内较大的河流有滹沱河、冶河、洨河等。滹沱河属子牙河系的主要干支，是流经本市的最大河流。发源于山西省繁峙县，流经晋中黄土丘陵和忻州盆地后，横穿太行山至黄壁庄出山后，沿石家庄市域东北部流入藁城县地区境内，是石家庄市的主要河流。在本市境内长43.5公里，控制面积2379.6平方公里。数据显示，滹沱河丰水年径流量为4.447×108m3/a，平水年为3.013×108m3/a。在流经平山、获鹿河段的上游，修建了总库容为27.81亿立方米的岗南水库和黄壁庄水库作为石家庄主要的供水来源。石家庄降水量年际变化很大，全年降水大部分集中在6-9月，约占全年75%以上，人工修建的民心河是雨水疏散的主要通道。
4.地质环境对地下空间开发的影响
4.1地下水
石家庄市主要以地下水供水为主，90%的用水都依赖于地下水，而地下水对地下空间的开发利用有又很大的影响。在做好防水措施的同时，还要注意富水性好且埋深较浅的地下水同样对地下工程不利。多年来地下水连续超采，全市地下水超采强度高达到了175%,其中占主要的为平原区，其地下水超采强度高达到214%。因此，石家庄市的地下水埋深大面积下降，平均水位埋深约为33m，其中地下水水位下降幅度最为显著的是滹沱河中游以及石家庄市区。
4.2地震地质灾害
地震灾害影响地下空间工程的建设，震害程度随地下工程的埋深增加而减轻。埋深较浅的建筑物在地震灾害发生的情况下容易发生破坏。石家庄市处于河北平原地震带的西缘部位，位置在华北地震区中部。深县-束鹿-邢台地震带分布在石家庄东部60km处，震级较高，在历史上活动频繁，影响较大，是石家庄市东南部的地震危险区。
5.地下空间开发对地质环境的影响
5.1造成地面沉降与地裂缝
城市大量超采地下水，地下水位会大幅度下降，导致区内产生了因含水层释水压密而产生的地面沉降。根据形变实测资料，石家庄市多年平均地面沉降速度为1.9mm/a，且地面沉降速率较之前相比明显增大。石家庄东部的无极县中，多处村落均已发生了较为严重的地面裂缝，地面建筑物破坏严重。市区北部的滹沱河沿岸地区，粉细砂厚度很大，其间无稳定的粘性土层，由于水力坡度和地下水流速度的变化，垂直潜蚀作用增强，地表稳定性大大下降。
5.2影响地下水流场
在开发建设地下空间工程过程中，例如地铁、地下共同沟等，此类线性工程对地下水的流动会产生阻拦作用。石家庄市地下水流向多自北向南，所以在建设东西向的线性工程时，必然会导致工程两侧产生水位差，导致北侧水位高，南侧水位低。并且，地下空间工程在进行开挖时，还会进行工程降水，进而导致地下水动力场发生改变。
5.3对土壤和地下水造成污染
地下空间开发中，化学注浆、废弃物回填、建筑材料的性质以及施工方法的选择等方面都可能会造成对周围土壤和地下水的污染，从而影响整个地质环境。
6.小结
除城市自身的经济状况、发展历史外，地质环境条件对地下空间开发的安全性和经济性有重要影响。地质环境条件是地下空间开发利用过程中最基本的制约因素，正确认识地下空间开发和地质环境问题之间的关系，加强对二者关系的研究，因地制宜，合理开发，维持城市建设的可持续发展。
参考文献
[1]吴炳华,张水军,徐鹏雷,马勤威.宁波市地下空间开发地质环境适宜性评价[J].地下空间与工程学报,2017,13(S1):16-21.
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